1. 4つのコンデンサ、C1 = 2 μF、C2 = 1 μF、C3 = 3 μF、C4 = 4 μFが直列に接続されています。この組み合わせと同じ効果を持つ単一のコンデンサの静電容量を求めなさい。
既知:
コンデンサC1 = 2μF
コンデンサC2 = 1μF
コンデンサC3 = 3μF
コンデンサC3 = 4μF
求む:等価静電容量
解決策:
等価静電容量:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 + 1/C 4
1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4
1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12
1/C = 25/12
C = 12/25
C = 0.48
全体の等価静電容量は0.48μFです。
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2. PとQ間の電位差が12ボルトの場合、コンデンサC1の電荷を求めなさい。
既知:
コンデンサ C 1 = 1 0 μ F = 1 0 x 10 -6 F
コンデンサ C 2 = 2 0 μ F = 2 0 x 10 -6 F
電位差(V)=12ボルト
求めるもの:コンデンサC1の電荷(Q1 )
解決策:
等価静電容量:
1/C = 1/C 1 + 1/ C 2
1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20
C = 20/3 μF = (20/3) x 10⁻⁶ F
等価コンデンサに蓄積される電荷:
Q = (C)(V) = (20/3)(12)(10 -6 ) = 80 x 10 -6 C
Q = 80 μC
コンデンサは直列に接続されているため、等価コンデンサの電荷はコンデンサC1の電荷 =コンデンサC2の電荷となります。
コンデンサC1の電荷は80μCです。
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3. 2つのコンデンサC1 = 2 μFとC2 = 4 μFが直列に接続されている。コンデンサは充電されている。コンデンサC1の電位差は2ボルトである。コンデンサC2の電荷は…
既知:
コンデンサC1 = 2μF = 2 × 10 -6 F
コンデンサC2 = 4μF = 4 × 10 -6 F
コンデンサC1の電位差(V1 )=2ボルト
求む:コンデンサC2の電荷。
解決策:
コンデンサC1の電荷:
Q 1 = C 1 V 1 = (2 x 10 -6 )(2) = 4 x 10 -6 C
Q 1 = 4 μC
コンデンサは直列に接続されているため、コンデンサC1の電荷はコンデンサC2の電荷と等しくなります。
コンデンサC2の電荷は4μCです。